一种半导体工艺空气桥的制作方法与流程

本发明涉及空气桥制备技术领域，具体涉及一种半导体工艺空气桥的制作方法。

背景技术：

在高频及超高频器件中，需要降低金属电极引线的寄生电容以提高器件的灵敏度。由于空气的介电常数值接近1，利用空气桥方法实现金属电极引线能极大地降低寄生电容，避免使用沉积价格昂贵的低介电常数介质薄膜材料的工艺流程；同时空气桥结构为电极引线提供低热阻连接和散热通道。

目前,现有技术普遍应用AZ系列及S18系列等正性光刻胶作为空气桥工艺的牺牲层，或者在牺牲层上蒸发一层金属层作为种子层对牺牲层进行保护；在牺牲层上制作金属电极图形时通常采用单层厚的正性光刻胶或多层正性光刻胶做掩膜层；（1）采用正性光刻胶做空气桥工艺的牺牲层，正性光刻胶的抗高温性能有限，高温烘烤时温度过高会造成碳化，导致后面的牺牲层去除时去不干净，如果烘烤温度不够高，因正性光刻胶具有感光特性，到后面的制作金属电极图形曝光步骤时牺牲层就会感光并被显影液侵蚀表面，造成空气桥金属引线表面不平滑，如果在牺牲层上蒸发一层金属作为种子层对牺牲层进行保护，就会增加工艺成本，且后面还需要用腐蚀方法把种子层去除，使工艺流程更加繁杂；（2）在高台阶基片上使用正性光刻胶做牺牲层及后面制作电极图形时的光刻胶掩膜层，台阶过高决定了必须使用较厚的正性光刻胶，厚的正性光刻胶分辨率比较低，因此此方法无法应用于高台阶小线宽的器件上（比如2um以下线宽图形结构）。

技术实现要素：

本发明提供一种半导体工艺空气桥的制作方法，适用于不同台阶高度的金属电极引线。

本发明具体通过以下技术方案予以实现所要解决的技术问题：

本发明中，一种半导体工艺空气桥的制作方法，所述制备方法步骤如下：

（1）在已经完成电极台阶刻蚀的基片上旋涂LOR系列光刻胶作为牺牲层；

（2）在牺牲层上旋涂一层AZ52系列光刻胶作为牺牲层的掩膜层，利用AZ52系列光刻胶的感光性能以及LOR光刻胶非感光但溶于显影液的特性，经过曝光及显影技术后，将光刻掩膜板的图形结构转移到2层光刻胶膜上，形成所需要的牺牲层图形结构（图1所示）；

（3）利用AZ52系列光刻胶具有感光特性，对基片进行泛曝（即在不用光刻掩膜版的情况下进行曝光），根据AZ52系列光刻胶在显影液中的溶解速率，设定相应的显影时间，将上层AZ52系列光刻胶去除，只留下牺牲层光刻胶（图2所示）；

（4）对基片进行250-300℃的高温热板烘烤，由于LOR系列光刻胶具有良好的回流特性，高温烘烤后的牺牲层形成表面平滑的拱形结构（图3所示）；

（5）经高温烘烤后的LOR系列光刻胶（牺牲层）具有很强的抗显影及非感光特性，在基片上再次旋涂LOR系列光刻胶加AZ52系列光刻胶，此双层光刻胶用来作为牺牲层的掩膜层（此步骤采用双层胶做掩膜是因为双层胶在显影后能形成倒梯形开口结构，在金属镀膜后去胶时胶膜容易剥离；），通过曝光及显影，在牺牲层上开出所需要的金属电极图形结构，此时牺牲层完好无损；

（6）将基片进行电子束蒸发或磁控溅射，在牺牲层上蒸镀一层厚金电极引线（图4所示）；

（7）将厚金蒸镀后的基片置于100℃的N-甲基吡咯烷酮去胶液中浸泡15～20分钟，去除双层胶掩膜层及牺牲层，清洗干净后金属电极引线形成拱形的空气桥结构（图5所示）。

优选的，所述步骤（2）中AZ52系列光刻胶可以用S18正性光刻胶代替。

优选的，所述步骤（1）中，可根据电极台阶的高度选择LOR系列不同型号的光刻胶，也可以通过调整涂胶的转速来调整胶厚，如果台阶较高（5um以上）也可选择旋涂2层LOR系列光刻胶以增加牺牲层厚度，确保牺牲层胶膜覆盖上电极台阶。

本发明中，

(1）本发明方法是利用LOR系列光刻胶作为牺牲层，经高温烘烤后牺牲层可形成表面平滑的拱形结构，具有很强的抗显影、非感光及易溶于去胶液等特性，到后面制作电极图形的显影步骤中牺牲层能保持完好无损，无需增加金属保护层；

(2）本发明利用LOR系列光刻胶加AZ52系列光刻胶的方法制作牺牲层及后面的电极图形，此方法能够根据台阶的不同高度选择不同型号的LOR光刻胶，以及选择不同的涂胶转速，也可单、双层涂胶灵活运用；因LOR系列光刻胶为非感光材料，AZ52系列光刻胶属于感光材料，线宽结构由上层AZ52系列光刻胶决定，利用上层AZ52系列光刻胶的高分辨率及高感光特性，能够应用于高台阶且小线宽的器件结构中。

附图说明

图1为一种半导体工艺空气桥制作方法的步骤（2）中结构示意图；

图2为一种半导体工艺空气桥的制作方法步骤（3）中结构示意图；

图3为一种半导体工艺空气桥的制作方法步骤（4）中结构示意图；

图4为一种半导体工艺空气桥的制作方法步骤（6）中结构示意图；

图5为一种半导体工艺空气桥的制作方法步骤（7）中拱形的空气桥结构示意图；

下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

以下实施例以附图1、图2、图3、图4、图5所示本发明一种半导体工艺空气桥的制作方法为例进行实施：

实施例1

该例主要应用于低的电极台阶上制备空气桥（如图1所示，“1”与“2”台阶相加小于4um），使用单层LOR光刻胶作为牺牲层，具体制备过程如下：

(1）在已经完成电极台阶刻蚀的基片（如图1所示，“1”与“2”台阶相加小于4um）上旋涂1层LOR20A光刻胶作为牺牲层；

(2) 在牺牲层上旋涂一层AZ52系列光刻胶作为牺牲层的掩膜层，经过曝光及显影技术后，将光刻掩膜板的图形结构转移到光刻胶膜上，形成所需要的牺牲层图形结构（图1所示）；

(3)对基片进行泛曝（既在不用光刻掩膜版的情况下进行曝光），显影液中显影50s，将上层AZ52系列光刻胶去除，只留下牺牲层光刻胶（图2所示）；

(4) 对基片进行250-300度的高温热板烘烤，高温烘烤后的牺牲层形成表面平滑的拱形结构（图3所示）；

(5)在基片上再次旋涂1层LOR20A光刻胶加AZ52系列光刻胶，此双层光刻胶用来作为牺牲层的掩膜层，通过曝光及显影，在牺牲层上开出所需要的金属电极图形结构；

(6）将基片进行电子束蒸发或磁控溅射，在牺牲层上蒸镀一层厚金作为电极引线（图4所示）；

(7) 将厚金蒸镀后的基片置于100℃的N-甲基吡咯烷酮去胶液中浸泡15～20分钟，去除双层胶掩膜层及牺牲层，清洗干净后金属电极引线形成拱形的空气桥结构（图5所示）。

实施例2

该例主要应用于较高的电极台阶上制备空气桥（如图1所示，“1”与“2”台阶相加大于4um），使用2层LOR光刻胶作为牺牲层，具体制备过程如下：

(1）在已经完成电极台阶刻蚀的基片（如图1所示，“1”与“2”台阶相加大于4um）上依次旋涂2层LOR20A光刻胶作为牺牲层；

(2) 在牺牲层上旋涂一层AZ52系列光刻胶作为牺牲层的掩膜层，经过曝光及显影技术后，将光刻掩膜板的图形结构转移到光刻胶膜上，形成所需要的牺牲层图形结构（图1所示）；

(3)对基片进行泛曝（既在不用光刻掩膜版的情况下进行曝光），显影液中显影50s，将上层AZ52系列光刻胶去除，只留下牺牲层光刻胶（图2所示）；

(4) 对基片进行250-300度的高温热板烘烤，高温烘烤后的牺牲层形成表面平滑的拱形结构（图3所示）；

(5)在基片上再次旋涂1层LOR20A光刻胶加AZ52系列光刻胶，此双层光刻胶用来作为牺牲层的掩膜层，通过曝光及显影，在牺牲层上开出所需要的金属电极图形结构；

(6)将基片进行电子束蒸发或磁控溅射，在牺牲层上蒸镀一层厚金作为电极引线（图4所示）；

(7) 将厚金蒸镀后的基片置于100℃的N-甲基吡咯烷酮去胶液中浸泡15～20分钟，去除双层胶掩膜层及牺牲层，清洗干净后金属电极引线形成拱形的空气桥结构（图5所示）。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。